万方数据第２８卷第８期电 力建设Ｖｏｌ． ２８ Ｎｏ． ８２００７年８月Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ ＣｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎＡｕｇ，２００７・专家论坛・降低特高压输电线路电晕可听噪声的措施叶鸿声，衰志磊，赵连岐（华东电力设计院，上海市，２０００６３）【摘要Ｉ文章通过对世界各国超高压、特高压输电线路可听噪声的情况调查，结合我国特高压输电线路的工程实际和环保要求，进行电晕可听噪声的计算，从而提出工程中较为可行的降低电晕可听噪声的措施：增加导线的直径、增加导线的数量、改变导线的间距。「关键词〕特高压输电线路电晕噪声降低措施中图分类号：ＴＭ７５１文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－７２２９ （２００７） ０８－０００１０－５Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ＵＨＶ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ａｕｄｉｂｌｅ Ｃｏｒｏｎａ Ｎｏｉｓｅ ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｙＥＨｏｎｇ－ｓ ｈｅｎｇ， ＹＵＡＮ Ｚｈｉ－ｌｅｉ， ＺＨＡＯ Ｌｉａｎ－ｑｉ（ Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００６３，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｗｏｒｌｄ ＥＨＶ ａｎｄ ＵＨＶ ｉｌｎｅ ａｕｄｉｂｌｅ ｎｏｉｓｅ， ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｏｕｒ ｎａｔｉｏｎ＇ｓ ＵＨＶ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｏｒｎｍｅｎｔａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｕｄｉｂｌｅ‘ｎｏｉｓｅｓ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ａｕｄｉｂｌｅ ｃｏｏｒｎａ ｎｏｉｓｅｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｂｕｎｄｌｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ， ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｂｕｎｄｌｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ａｎｄ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｓｐａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｕｎｄｌｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ＵＨＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ； ｃｏｏｒｎａ ｎｏｉｓｅ； ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ０引言制定有相关标准，在５００ ｋＶ线路设计时由于采用４导线，可听噪声水平很低，不控制，在７５０ ｋＶ输 特高压线路由于电压升高、导线电晕而引起的电线路设计中，对可听噪声提出了按照５８ ｄＢ（Ａ）作各种问题，特别是环境问题（无线电干扰、可听噪声为设计限值。等）将比超高压线路更为突出。根据国外超高压和日本在进行１０００ ｋＶ特高压线路设计时，对世特高压线路的研究经验，导线电晕引起的可听噪声界上一些国家已经架设的输电线路的电晕噪声的实必须在一定的水平才不会引起沿线居民的投诉际情况进行了调查，其调查结果如表２，和抱怨。我国正在建设社会主义的和谐社会，因此建设“资源节约型、环境友好型”的超高压、特高压线２降低可听噪声的方法路是十分必要的，也要求我们采取措施降低输电线２．１环保要求路的可听噪声。２．１．１国家环境保护总局于２００５年７月１３日在北１世界各国特高压输电线路的电晕噪声情况京对《１０００ ｋＶ级交流输电工程的电磁环境及其对生态环境影响》报告提出的控制指标组织召开了专到目前为止， 世界各国均未正式制定交流特高家审查会。电磁环境控制指标为：压线路可听噪声的标准，只是在各自交流特工频电场临近居民住房按５００ ｋＶ原有环境控高压线路设计规范中提出了一个限值，如表１。各制指标，为４ ｋＶ／ｍ；线路跨越公路处，为７ ｋＶ／ｍ；其国情况比较，日本的设计指标最严，为５０ ｄＢ （Ａ），而他地区，为１０ ｋＶ／ｍ，且参考点在线下。我国对输电线路的可听噪声也未工频磁感应强度按５００ ｋＶ原有控制指标不变，收稿日期２００７－０６－２１作者简介叶鸿声（１９４０－），男，教授级高级工程师，大学本科，长期从事箱变电工程设计工作。万方数据电力建设第２８卷衰１世界各国特高压线路的可听噪声的设计规范日本前苏联 美国 意大利参数南非韩国东京电力动力电气化部ＢＰＡ ＡＥＰＮＥＮＬ额定值ｎｖ１０００１ １５０ １ １００１５００ １０００电压最高值ｎｖ１峨ｘ犯１２００ １２叨１６００ １０５０数・８。导线次导线直径／Ｃｍ３．８４２．６２４．１４．６３截面／ｍｍ＝８１０方式次导线间距／Ｃｍ４０卿９３０４０朋４１直径／Ｃｍ０４．５１０４．５３８１０７．０１２２．０１１７．６雨天５０％的有空气扰流线时５０，－５２电晕预测值／ｄＢ（Ａ）无空气扰流线时４５－４９嗓声测量地点加垂直线下 外侧４５外翻１５外侧４０外侧垂直线下注ｓ ＊ＢＰＡ公司电晕噪声设计值，由于侧最仪器（麦克风）规格不同，会有约３ ｄＢ囚的差别。表２已经架设的输电线路的电晕噪声实际情况的调查裹３城市区域环境噪声标准电力公司线路电导体方换算成日本的有无级别区域昼间压几ｖ式／Ｃｍ数值／ ｄＢ（Ａ）抱怨疗养区、高级别墅、高级宾馆区等特别ＢＰＡ５ｏｏ１ｘ６．４呢－八月』需要安静的区域。 ＰＡ５ＮＹ７６５４ｘ３．５弓，￣曰以居住、文教、机关为主的区域，乡村ＡＥＰ７６０４Ｘ内Ｊ０５６居住环境可参照执行。 ＡＥＰ７印４Ｘ内，弓￣￣５３居住、商业、工业混杂区。ＨＱ７３弓４）Ｘ内Ｊ０工业区无 东京电力２７口」‘．二Ｘ内、４（中东京干线）￣５３４城市中的道路交通干线道路两侧的区域． 穿越城区的内河航道两侧的区域。７０ ５５东京电力４父内‘９（双叶线）Ｒ一 测点至被测￡相导线的距离，ｍ；为０．１ ＭＴ．２一一－相数。 距线路边相投影外２０ ｍ处的无线电干扰水平 （１）式中的ＰＷＬ按下式计算：暂按不超过５８ ｄＢ ＷＶ／ｍ。建议进一步补充分析５８ＰＷＬ＝一１ ６４．４＋１２０１ｇＥ＋５５１ｇｄ， （２）ｄＢ ＷＶ／ｍ对居民无线电接受设备的影响。式中Ｅ一一一导线的表面梯度，ｋＶ／ｃｍ；距线路边相投影外２０ ｍ处的可听噪声Ｌ，的限ｄ． ４．等效直径，ｄ．＝０．５８ ｎｏ＂ｓｘｄ；制值为５５ ｄＢ（Ａ）（建议转化为Ｌ，值，以便考核）。临近 一根数，ｎ３４；居民住房执行国家标准《城市区域环境噪声标准》ｄ— 次导线直径，ｍｍ ｏ（ＧＢ３０９６－１９９３）（１） 式是根据各种不同的电压等级、方式的２．１．２《城市区域环境噪声标准》（ＧＢ３０９６－１９９３）规实际试验段上的长期实测数据推算出来的，并利用定如表３所示。这些预测公式的结果与其他送电线路的实测结果作２．２可听噪声的预测了比较，比较结果说明，预测值与实测值的误差绝大２．２．１美国ＢＰＡ推荐的预测公式：多数仅１ ｄＢ左右。因此，我们认为这个预测公式有ＳＬＡ ＝１０１ｇ艺１ｇ＇（（１）较好的代表性和准确性。比较结果还表明，只要线数和次导线直径选择合适，特高压与超高压输电式中ＳＬＡ— Ａ计权声级；线路的可听噪声很相近。ＰＷＬ（ ｉ卜一￡相导线的声功率级；（１）式对于间距为３０－ －５０ ｃｍ，导线表面梯第８期降低特高压输电线路电晕可听噪声的措施．３，万方数据度为１０２５ ｋＶ／ｃｍ的常规对称导线均是有效的。２．２．２输电线路的可听噪声主要发生在坏天气下。在干燥条件下导线通常是在电晕起始水平以下运行，只有很少的电晕源。然而在潮湿条件下，因水滴的碰撞或聚集在导线上而产生大量的电晕放电，每次放电都发生爆裂声。线路产生的最大可听噪声出现在恶劣天气（ 下大雨时），这种天气情况下的背景噪声一般也比较大，使得线路的噪声被淹没一部分，通常对这种环境中线路产生的噪声不是主要关心的问题，而在小雨、中雨、雾、轻雾和雪天的可听噪声更令人讨厌，因为在这种情况下，导线是潮湿的，撞击或掉离导线的水滴比悬挂在导线底部的水滴少得多，而大部分噪声正是在这种情况下产生的。上述自然天气条件的性能可由“湿导线”来表征。为了设计需要， 规定‘｀６ ｄＢ （Ａ）电位梯度”Ｅｃ，见表４。在此电位梯度下，湿导线噪声比大雨噪声低６ｄＢ（Ａ）。把电位梯度减小到Ｅｃ以下，就会使湿导线噪声明显减小，当电位梯度在Ｅ。以上时，湿导线噪声迅速接近大雨时的噪声，并可能超过它。Ｅｃ被用来表征导线以大雨噪声为基准的湿导线噪声：ｎ：，＞ ４时，Ｅｃ＝１＋０．０２７（ｎ－４）表４ ＂６ ｄＢ （Ａ》电位梯度．＇Ｅｃ值导线表面最大场强导线型号子导线／（ ｋＶ＂ｃｍ＇）直径／ｃｍＥｃ／（ｋＶ －ｃｍ＇）边相中相沪‘，，ＪＪ１５．９１ １６．７２１５．３９９内Ｊ．Ｌ凡ｊ 户， ‘ １４．３１ １５．０４１４．７５２ ．卜沈勺卜 月」 １３．７３ １４．４２１４．３９４ 户‘．凡」叭１４．６６ １５．４２１５．０３３ｌＯｘＬＧＪ－４００／３５ ２．６８２ １４．９１ １５．７０ １５．４５８ 从表４看出，除８ｘＬＧＪ－５００／３５导线表面最大场强大于Ｅｃ外，其他导线型式都能在Ｅｃ以下，湿导线的可听噪声比大雨时降低６明（Ａ）ｏ 通常，在干燥状态下可听噪声是没有意义的。一根完全光滑的导线产生的电晕，由皮克方程所给定的电位梯度比导线设计的电位梯度高得多。实际上，当导线表面上存在缺陷或微粒时，也会在运行的电位梯度下产生电晕。然而，如果把导线设计得在潮湿条件下具有可容许的可听噪声，那么在好天气下就不会产生明显的噪声。尽管如此．在特高压试验基地还是取得了好天气时的可听噪声数据。好天气时的噪声只有在高电位梯度下才会超过 本底噪声，而且一般来说变化极大，这取决于导线的表面状况和积聚在导线上的微粒（尘埃、昆虫等）的数目。图１示出了相对于大雨噪声的好天气噪声与最 大表面电位梯度之间的关系。图中的数据是由特高压试验基地试验线路和试验笼的试验所得到的。按该工程导线直径ｄ＝２．６８－３．６２ ｃｍ，导线表面最大电场强度１３．７１５．９ ｋＶ／ｃｍ，则按图１所示，好天气时的可听噪声相对于大雨时，要降低１４２０ ｄＢ （Ａ）．ｄ＝３－－４ ｃｍ（Ｖ汀ＰＩ极牙省油名卜丫已‘以价告Ｐ密蓄晦杖十贫母－３０＇ １５ ＇ ＇‘山 ２Ｉ０‘一‘卜考‘‘‘．．－＂２５最大表面电位梯度／ （ｋＶ．ｃｍ＇）图１相对于大雨时的好天气可听噪声 ２．３降低可听噪声的措施２．３．１．增加导线的直径，使导线表面电场强度下降，可听噪声减小，见表５０表５导线的直径与可听噪声的关系导线表面电场强 导线型号间直径／ｍｍ度／（ｋＶ．ｃｎｉ＇）可听噪声／ｄＢ（Ａ）距／ｍｍ边相中相［ ＳＬＡ （２０ ｍ）］８ｘＬＧＪ一〕Ｄ／３５４００ ３０．０１５．９１ １６．７２５２．６７２８ｘＬＧＪ粼幻３３．６１４．３１ １５．０４－６３０／４５５０．翔８ｘＡＣＳＲ４００ ３６．２３１３．７３ １４．４２一２０／５０４９．８４２．３．２增加导线的数目，也使导线表面电场强度下降，可听噪声减少，见表６０２．３．３改变子导线的间距。当子导线分列数不变时，改变子导线间的间距，将使子导线表面最大电场强度改变，从而使无线电干扰和可听噪声变万方数据电力建设第２８卷表‘导线数与可听噪声的关系（水平排列中相Ｖ串）线电干扰和可听噪声最小。但还需考虑其他因素，如地面最大电场强度、次档距振荡等，综合比较后选取数ｘ导线间距导线表面最大电场可听噪声／／ｄＢ（Ａ）型号 ／ ｍｍ强度／（ｋＶ－ｃｍ＇）较佳的子导线间距值。边相中相［ Ｓ以（２０ ｍ）］２．３．４加大杆塔的线间距离，也对可听噪声产生影８ｘＬＧＪ－４００／３５ ， ４００１７．４１１８．２９５４．６８３响。按单回路水平排列为例，线间距离的变化引起可九Ｊ（茜０１６．０２１６．８５５１．７２４听噪声的变化如图２所示。对８ｘＬＧＪ－６３０／４５，线间１ＯＡＧ】一《）０／３５飞，气曰Ｊ３６４ ｄＢ（Ａ）降至４９．８５｝１４．９１１５．７０４９．２１５距离增加ｌｍ，可听噪声从５０．８ｘＬＧＪ－５００／３５绷ｄＢ（Ａ） ｏ１５．９１１６．７２５２．６７２２．３．５增加导线离地平均高度，对电晕可听噪声的９ｘＬＧＪ－５００／３５３８０１４．６６１５．４２４９．５０８影响较小，见表８。对８ｘＬＧＪ－６３０／４５，可将离地平均高度从２５ ｍ增加至３０ ｍ，则可听噪声从５０．３６ ｄＢ化。单回路水平排列中相Ｖ串８ｘＬＧＪ－５００／３５导线（Ａ）降至４９．９４ ｄＢ（Ａ）。若要将８ｘＬＧＪ－５００／３５可听噪时的情况见表７０声降至５０ ｄＢ（Ａ）以下，则离地平均高度要从２５ ｍ增从表面上看， 当间距为３００ ｍｍ时（即加到６０ ｍ左右，显然所花代价太大。间距与子导线直径比值Ｄ／ｄ＝３００ ｍｍ／３０ ｍｍ＝１０），无２．３．６采用子导线非对称方式，可使每相子导表７子导线的间距与可听噪声的关系间距／恤导线表面最大平均场强／（ｋＶ －ｃｍ＇）边相中相无线电干扰／ｄＢ（Ａ）可听噪声／ｄＢ（Ａ）地面最大场强／（ｋＶ＂ｃｍ＇）１００１７．７７１８．２６５８．９６５７．９６，Ｊ０８１５０１６．２６１６．７６５５．９３５３．３９门了５９２００１５．６５１６．１６５４．５４５１．４４ＯＯ０１２５０１５．４０１５．９４５３．９４５０．６４Ｒ｝３６３００１５．３３１５．８９５３．７６５０．４３Ｒ一６７３５０１５．３６１５．９４５３．８４５０．５６００９５４００１５．月４１６．０５５４．０３５０．８７９２１４５０１５．５６１６．１９５４３２５１．２９９４５表８导线离地平均高度与可听噪声的关系导线型号间距／ｍｍ直径／ｍｍ导线表面电场强度／（ｋＶ－ｃｍ －１）可听噪音／ｄＢ（Ａ）边相 中相对地距离／／ｍ［ ＳＬＡ （２０ ｍ）］２０５３．１４２１５３．０６２２５２．９８２３５２．９１３０．００巧．９１１６．７２２４５２．８３２５５２．６７２８５２．５２３０５２．３７２５ ５０．３６２６ ５０．２５２７ｓ０１月产１４．３１１５．０４２８ｌｆ０卜１１０３３．６０｝｝户２９５００，山３０４９９月，３１４９７，１３２４０气６）￣第８期降低特高压输电线路电晕可听噪声的措施，５，万方数据钻弘守那畜 犯芝 极 ５１酥 印省 甘４９ ４８ ８ｘＢＬＧＪ－８０６３ｇ０ｘＬＧＪ－５８０ＸＬＧＪ－７２０４７线间距离变化／ｍ图２单回路水平排列线间距离变化可听噪声的分布线分配的电荷均匀，降低导线表面电场，从而减小可听噪声。一般来讲，采用这种非对称方式，相应可听噪声水平要比采用对称方式降低６－－８ ｄＢ（Ａ）。但这种方法会对线路施工检修，辅助金具的材料工艺、导线防舞动以及杆塔应力设计等提出严格要求。２．３．７采取附加子导体，即在对称子导线束中再加１根子导线，以达到改善和减小各子导线表面电荷分布，从而达到减小表面电场强度的目的，其相应的可听噪声水平要比对称方式降低约１２ ｄＢ（Ａ）。但附加子导线会增加导线重量，引起局部过热，并容易造成舞动碰线。因杆塔重量会有所增加（３％），需要特殊的子导线间隔棒，或者将附加子导线分为长ｌｏ ｍ的一段分别装设在需要的地方以降低工程费用和施工难度。２．３．８在导线上涂抹既能不影响导线散热，又能有较高老化寿命的亲水涂料等，使导线在大雾、毛毛雨及雨停后附着在导线表面上的水滴吸收到线股之间而不易形成水滴，减小雨水滴沿导线随机分布的电晕源点，从而减小因此而产生的电晕放电，以达到降低可听噪声的效果。２．３．９改变导线结构，采用外层梯形或Ｚ形结构的导线，使导线表面光滑，减少电晕放电，以降低可听噪声。 对超高压和特高压线路，从经济上的考虑，通常导线表面电场强度在正常运行时，即为起始电晕强度的８０％左右，这主要是由于常用的钢芯铝绞线是用圆铝线绞制而成，导线的表面较粗糙，在计算电晕临界电场强度时；Ｅ．．｝＝３．０３ｍ３ｎ＇（１＋０．３／Ｖ兀￣），其中ｍ为导线表面粗糙系数，对绞线一般可取０．８２。当采用外层梯形或Ｚ形结构的导线时，其表面粗糙系数在０．９５以上，使电晕临界电场强度提高，即导线在正常运行时不易发生电晕，或在雨后在导线表面不易形成水滴，减少电晕源的发生，也就降低了无线电干扰’和可听噪声。２．３．１０采用扩径导线降低可听噪声。从线路输送容量要求，导线采用８ｘＬＧＪ－５００／３５已能满足要求。但为了达到可听噪声的环保要求，每相８导线的子导线直径要求与８ｘＡＣＳＲ－７２０／５０相匹配，为了节约工程投资，根据以往７５０ ｋＶ线路的经验，采用扩径导线也是一个有效的措施，如表９所示。表，扩径导线的主要参数项目主要参数外层内层导线结构ＡＬ ＡＳ １５／ Ｚ型１８／４．０３＋６／４．０３（犯８．２１／０２１．１）铝 铝包钢 截面积／ｍｍ２４８２．２８７６．５４铝钢比Ｎｏ外径加ｍ３６．２７单位长度重量１４ ８５０．１２／（ｋｇ＂ｋｍ＇）额定抗拉力ＡＮ１６１．４（拉力／重量）／ｋｍ直流电阻／（Ｓ２ ＂ ｋｍ－）弹性模量八Ｏ＇ＭＰａ６６．１１３热膨胀系数／（１护．℃－＇）２０．１７３结论 综上所述，降低特高压输电线路的电晕可听噪声的措施很多，但工程中较为可行的措施为：（１）增加导线的直径；（２）增加导线的数量；（３）改变导线的间距。在个别地段可采用增加杆塔线间距离和增加导 线离地高度来达到降低电晕可听噪声的目的，对一些高海拔地区和城市周围对噪声较严格的地带可采用改变导线结构的形式，采用扩径导线或异型导线（外层为梯形或Ｚ形型线）来降低电晕可听噪声水平。对采用子导线非对称分布、采用附加子导线和 导线表面涂抹亲水性涂料会造成设计、施工和运行的不便，需进一步研究。（责任编辉：李汉才）
